CH₃自由基与O₂的反应是大气中烷烃氧化和燃烧的重要过程,实验和理论研究该反应动力学具有重要意义。利用193 nm激光光解反应流动管中丙酮,产生CH₃自由基;利用同步辐射光电离和自制的多通道时间分辨质谱,获得CH₃自由基与O₂的反应产物及其时间分辨特性。实验获得反应产物m/z为30、47、48的光电离效率谱（9.7-12.0 eV）,其电离能分别为11.68±0.10 eV、10.32±0.15 eV、9.95±0.10 eV。结合量化计算,确定产物依次为C₂H₆、CH₃OO和CH₃OOH,其反应通道分别对应于CH₃的自反应、CH₃与O₂的反应和CH₃OO的夺H反应。时间分辨光电离质谱获得了CH₃和CH₃OO的信号强度随时间变化的特性;通过改变O₂浓度,获得常温常压下CH₃和CH₃OO的准一级衰减速率常数。由此推导出CH₃+O₂反应速率常数为（2.3±0.3）×10^-13cm³ molecule^-1s^-1,与Hochanade等人^[1]的实验结果一致。这是用质谱的方法直接测量CH₃与O₂的反应速率常数,并首次探测到CH₃OOH产物。本实验室建立的同步辐射光电离-时间分辨质谱的自由基反应系统,可开展较大较复杂的自由基反应体系。